Rodrigo Novaes, UFJF – BSc

Este trabalho aborda o planejamento da operação de médio-prazo, ou planejamento energético. São investigados os impactos nos custos de simulação quando o despacho termoelétrico é determinado com base no cenário esperado de vazões afluentes, comparando-os com os resultados da abordagem decisão-acaso, uma alternativa da programação estocástica que considera diversos cenários na formulação do problema de otimização. Uma análise conceitual fundamentada em conceitos básicos da programação estocástica é apresentada ao longo do texto, destacando dois erros possivelmente cometidos pelos modelos de otimização atualmente utilizados nos cálculos da política e do despacho hidrotérmico. Um estudo de caso é também apresentado, mostrando os benefícios da utilização da modelagem estocástica e da correta representação das incertezas ou, em outras palavras, de construir um modelo matemático que honestamente represente a realidade do fenômeno físico.

Celso Dall'Orto, UNIFEI – MSc

No Brasil, são utilizados modelos de otimização para a tomada de decisões operativas das usinas e, nesses modelos, o objetivo é minimizar o valor esperado do custo operativo ao longo de um período de estudo, considerando incertezas futuras. No modelo de médio prazo, como período de análise, utiliza-se cinco anos e mais cinco anos de pós-estudo, para evitar que a água, como recurso mais barato, seja utilizada demasiadamente no final do horizonte de estudo. A redução tanto do período de estudo quanto do pós-estudo, se não comprometer a tomada de decisões do curto prazo, pode trazer ganhos, tais como a redução da dimensão dos problemas matemáticos a serem resolvidos e, consequentemente, a redução do tempo computacional das simulações. O objetivo desse trabalho é analisar a possibilidade da redução do horizonte de estudo no sistema brasileiro.

Mateus Cavaliere, UFRJ – BSc

O presente trabalho apresenta uma metodologia baseada em equilíbrio de mercado para previsão de preços futuros de energia elétrica no ambiente de contratação livre para contratos com duração de um e três anos. Nesta abordagem, os geradores fazem suas ofertas de níveis de contratação de acordo com os preços de mercado (curva de oferta de contratação) e as cargas, por sua vez, estipulam seus níveis de contratação para cada preço de mercado (curva de demanda por contratação), no encontro das curvas se obtém o preço de equilíbrio no mercado de contratos. A metodologia se baseia em otimização bi-nível, uma vez que existem duas variáveis a serem otimizadas (preço e quantidade), com restrições de equilíbrio onde a incerteza dos preços no mercado de curto prazo é representada por cenários. A medida de risco para geradores e cargas é uma combinação convexa, isto é, uma média ponderada pelo nível de aversão ao risco do valor esperado da distribuição da despesa, no caso da carga, e da receita, no caso do gerador, e do valor esperado dentro de um intervalo que representa os piores cenários para o agente, dado um nível de confiança, também conhecido como CVaR.

Igor Carvalho, UFRJ – BSc

A origem do problema da expansão de sistemas elétricos reside na necessidade de novos investimentos nos sistemas de geração e transmissão necessários para enfrentar o crescimento de demanda e cumprir com os critérios de planejamento. Adicionalmente, para um fornecimento adequado de potência reativa através da rede elétrica, é necessária uma alocação adequada de equipamentos de suporte reativo nas barras do sistema de potência, visando manter os níveis de tensão variando em um intervalo aceitável e ao mesmo tempo garantir uma operação do sistema com segurança. Para isso, é preciso fazer uma análise estática da expansão de potência reativa do sistema, que tem como objetivo resolver um problema de otimização não linear e não convexo de fluxo de potência. Devido à alta complexidade do problema, sendo que, o mesmo apresenta um número excessivamente grande de variáveis, as ferramentas de programas comerciais voltados para planejamento de geração e transmissão atuais dependem de heurísticas para encontrar soluções potencialmente robustas e economicamente eficientes para o sistema de potência analisado. Dado que a solução atual do problema é a superposição dos investimentos em equipamentos shunt contemplando diferentes configurações de geração e demanda da mesma rede, qualquer redução de investimento obtida com a aplicação de um método que acople as decisões tomadas nessas diferentes configurações já pode resultar em grandes economias. Portanto, é proposta a aplicação do método de decomposição Progressive Hedging no problema de planejamento da expansão de equipamentos de suporte reativo, com o objetivo de obter uma redução no montante total investido para sistemas elétricos de potência.

Lucas Okamura, UFRJ – BSc

O planejamento da expansão da transmissão de sistemas elétricos é um componente fundamental na busca do equilíbrio entre oferta e demanda de energia elétrica no longo prazo. Caso se almeje encontrar o plano de mínimo custo, técnicas de otimização aplicadas por modelos computacionais geralmente são utilizadas. Entretanto, se a rede de transmissão a ser expandida apresentar inúmeros circuitos, a resolução do problema pode requerer esforços computacionais demasiados. O presente projeto de graduação apresenta uma metodologia de cálculo do plano de expansão da transmissão ótimo para sistemas grandes, compostos por múltiplos subsistemas ou países, sem uma exigência computacional representativa. Primeiramente, uma breve revisão bibliográfica será apresentada a respeitos das técnicas de planejamento da expansão da transmissão existentes na literatura. Logo em seguida a metodologia proposta será minuciosamente abordada e aplicada a um caso que representa a rede de transmissão do sistema centro-americano.

Daniela Bayma, UFRJ – BSc

O presente projeto de graduação apresenta a Metodologia dos Beneficiários e sua formulação matemática como proposta de método para alocação de uso dos sistemas de transmissão. Caracteriza-se por buscar ratear os custos dos circuitos somente aos que se beneficiarem economicamente de sua existência/construção. A avaliação do benefício é feita a partir da análise dos custos marginais de demanda e despachos dos geradores com e sem a existência da linha. Os beneficiários são definidos como os geradores e consumidores que, respectivamente aumentem suas receitas e reduzam seus pagamentos com a construção de uma linha de transmissão. No presente trabalho desenvolveu-se um script em python para fazer as simulações de adição e retirada de circuitos, utilizando o Programa SDDP desenvolvido pela empresa PSR que determina os despachos de mínimo custo para operação do sistema. Com intenção de validar e demonstrar a aplicabilidade da metodologia são também apresentados estudos de casos. Ao mesmo tempo, o trabalho destaca outras metodologias de alocação de custos existentes, avaliando o estado da arte em que se encontram e destacando vantagens e desvantagens frente à metodologia proposta.